Revisiones Bibliográficas

Clasificación y significado clínico de las diferentes formulaciones de las cerámicas para restauraciones dentales

Recibido para Arbitraje: 20/01/2012
Aceptado para Publicación: 09/05/2014

    Saavedra, R., Iriarte, R., Universidad Los Andes Facultad de Odontología Especialización Rehabilitación Oral. Santiago, Chile. Oliveira Junior, O.B., DDS PhD Department of Restorative Dentistry School of Dentistry Universidade Estatal Paulista Araraquara - São Paulo - Brasil. Moncada, G., Universidad Mayor Facultad de Odontología Alameda Bernardo O´Higgins 2013 Santiago, Chile.

    CORRESPONDENCIA: gmoncada@adsl.tie.cl

CLASIFICACIÓN Y SIGNIFICADO CLÍNICO DE LAS DIFERENTES FORMULACIONES DE LAS CERÁMICAS PARA RESTAURACIONES DENTALES

RESUMEN
Durante los últimos 40 años las cerámicas dentales han presentado significativos avances tecnológicos, desde la porcelana feldespática a las cerámicas basadas en zirconio, mejorando sus propiedades mecánicas aumentando aproximadamente en casi 10 veces la resistencia a la flexión y a la fractura. Característica importante, común a todos los sistemas cerámicos es la proporción de la fase vítrea y cristalina y el grado de porosidad dado que ambas afectan las propiedades ópticas y mecánicas de la restauración. Para la mejor comprensión de la diversidad de cerámicas desarrolladas durante los últimos años se proponen dos clasificaciones, una basada en su composición, que permite relacionar el material con sus propiedades físicas y otra basada en el método de fabricación que define las opciones de manejo y que adicionalmente, permite conocer con mayor facilidad las ventajas y limitaciones de las cerámicas dentales además de ayudar a definir la selección del material más indicado para cada requerimiento clínico.

PALABRAS CLAVE: Cerámica dental, clasificación cerámicas, cerámicas de silicato



CLASSIFICATION AND CLINICAL SIGNIFICANCE OF DIFFERENT FORMULATIONS OF CERAMICS FOR DENTAL RESTORATIONS

ABSTRACT
During the last 40 years, dental ceramics had showed significant technological advances, from feldsphatics porcelain to ceramics based on zirconio, improving mechanicals properties, reaching close to 10 foils of flexural and fracture strength. Important characteristics, common to all ceramic systems, are glass phase and crystalline phase proportion, and the amount of porosity, because both affect the mechanicals and optical properties of the final restorations. For better understanding of the wide ceramics options, we propose two ceramics classifications based on composition, which associate the material with their physical properties and the fabrication method, which define the laboratory options and give information related to ceramics advantages and limitations, those information help to make the ceramic selection for each especial clinical requirement.

KEYWORDS: Dental Ceramics, Ceramics Classification, Silicate Ceramics


INTRODUCCIÓN

Las cerámicas son definidas como materiales inorgánicos no metálicos, fabricados por el hombre por calentamiento de cristales a elevadas temperaturas1,2. Desde un punto de vista físico, las cerámicas y vidrios son clasificados como materiales de alta resistencia a la compresión pero baja resistencia a la tracción por lo que pueden ser fracturados a tensiones muy bajas. Así, las cerámicas dentales muestran resultados catastróficos a la flexión en comparación con otros materiales dentales, como los metales por ejemplo, los cuales presentan elasticidad y ductibilidad gracias a la naturaleza interatómica de la nube de electrones compartidos, los que pueden fácilmente trasladar la energía aplicada. Lo que les confiere además, la capacidad de ser excelentes conductores térmicos y eléctricos, lo que no ocurre en las cerámicas3-6. Por otro lado, los sistemas cerámicos, al ser utilizados en el reemplazo morfológico y funcional de los tejidos dentarios dañados, son considerados altamente estéticos, estables cromáticamente, resistentes a la abrasión y no generan reacciones alérgicas al ser comparadas con los metales.

Clínicamente las restauraciones indirectas de cerámica presentan superior comportamiento longitudinal que las restauraciones directas de resinas compuestas, especialmente en los parámetros estéticos, anatómicos y de resistencia al desgaste7. La longevidad de las restauraciones de cerámicas de silicato talladas en sistemas CADCAM como CEREC (Sirona, Siemens, Germany) a 10 años son comparables con las tasas de sobrevida de las restauraciones coladas de oro, es decir, presentan baja tasa de fracaso, de aproximadamente 0,7% anual 8,9.

Durante los últimos 20 años los procesos de alta tecnología aplicados a las porcelanas dentales han permitido el desarrollo de distintas formas de obtención de restauraciones cerámicas, tales como porcelanas coladas, coladas-prensadas, cerámicas inyectadas, cerámicas infiltradas y cerámicas maquinadas o torneadas10.

Se considera responsabilidad del odontólogo la elección de la adecuada cerámica para cada caso, porque es quién conoce y domina las variables clínicas que afectan las restauraciones y como estas se modificaran en el largo plazo11.

El objetivo de esta revisión es identificar las características de las porcelanas utilizadas con mayor frecuencia en odontología restauradora actualmente, y clasificarlas según su composición y método de fabricación. De la misma forma, se describirán las implicancias clínicas, desde la perspectiva mecánica, estética y funcional que estas clasificaciones representan en la práctica diaria de la profesión.


1.- RESEÑA HISTÓRICA DEL USO DE LAS CERÁMICAS EN LA ODONTOLOGÍA.

En 1770 el químico Alexis Duchateau en un intento de cambiar su maloliente y teñida prótesis dental solicitó la colaboración al dentista parisino Nicholás Dubois de Chémant, quienes trabajaron en distintas formulaciones utilizando los hornos de alta tecnología de la fábrica de porcelanas Guehard, hasta que en 1774 consiguieron fabricar la prótesis dental para Duchateau. Chèmant huyó de la revolución francesa hacia Inglaterra y allí, en colaboración con Josiah Wedgegood trabajó refinando las formulaciones de manera de conseguir más traslucidez, generando formulaciones ricas en feldespato característica propia de las cerámicas actuales de silicato. En 1808 el odontólogo italiano Giuseppangelo Fonzi utiliza por primera vez la porcelana para el reemplazo de dientes, mediante piezas protésicas individuales que tenían un pin de alambre de platino como mecanismo de sujeción a una estructura metálica, lo que aportó estética, reparabilidad y posibilidad de confeccionar prótesis parciales12. En los años siguientes el desarrollo de las cerámicas dentales se trasladó a EEUU. En Detroit, el Dr. Charles Land, en 1888 fue el que primero confeccionó inlays cerámicos en moldes de platino. Posteriormente, en 1894 se introduce el uso del horno eléctrico, y en 1896 las porcelanas de baja fusión. Así, Land perfecciona la técnica sobre moldes de platino y la introduce a la odontología en 19035.

La mayoría de las cerámicas o porcelanas dentales son estructuras inorgánicas no metálicas, que contienen básicamente compuestos de oxígeno con uno o más elementos como Al, Ca, Li, Mg, P, K, Si, Na, Ti y Zi, siendo raras las estructuras compuestas solo por un elemento. Un número importante de cerámicas dentales contienen una fase cristalina y otra de vidrio según la estructura del Sílice. El típico ejemplo de esta composición es la cerámica feldespática, que está formada básicamente por una fase de matriz de vidrio (K20 - Al203) y una o más fases cristalinas como por ejemplo la leucita K(Si2Al)O65.

Las porcelanas feldespáticas convencionales poseen sílica (SiO2), feldespato de potasio (K2O, Al2O3, 6SiO2) y/o feldespato de sodio (Na2O2, Al2O3, 6 SiO2) y en menor proporción utilizan caolín (4%) cuya principal función es unir las partículas. Al mezclarse con agua, el caolín se hace pegajoso y ayuda a mantener juntas las partículas de porcelana húmedas, enriqueciendo la fase vítrea13,14.


2.- CLASIFICACIÓN DE LAS PORCELANAS ODONTOLÓGICAS

Existen diversos tipos de cerámicas dentales utilizadas en odontología restauradora5, las que tradicionalmente han sido clasificadas con diferentes criterios, entre ellos, según:
  1. Uso o Indicación: anteriores, posteriores; carillas, postes y núcleos; fundida sobre metal, pigmentos y glaseados.

  2. Composición: alúmina pura, zirconio puro, cristal de sílice y vitro-cerámicas a partir de leucita o de litio.

  3. Método de fabricación: completamente sinterizadas, parcialmente sinterizadas, infiltradas por vidrio, modeladas o condensadas, coladas e inyectadas, torneadas o maquinadas mediante copiadoras o fresadoras a través de sistemas CAD-CAM.

  4. Temperatura de horneado o fusión: baja (900 - 1080ºC), media (1080 - 1260ºC) o alta fusión (1260 - 1400ºC).

  5. Microestructura: vítreas, cristalinas y de vidrio con cristal.

  6. Translucidez: opacas, traslúcidas y trasparentes.

  7. Resistencia a la fractura y abrasividad.
McLaren y cols el año 2009 y luego Giordano y cols el año 2010 proponen una clasificación que considera el tipo de procesamiento de las cerámicas y sus características micro-estructurales, según la naturaleza de su composición y proporción de la relación vidrio-cristal. A pesar que esto generaría una gran variabilidad, se pueden clasificar en 4 grandes categorías, tal como se observa en la Tabla Nº I 6,15.

Tabla I
Clasificación de Giordano y McLaren (2010).

Otra interesante clasificación propuesta por Griggs en el 200716, que combina la clasificación según composición e indicación de Kelly del año 200417, con la clasificación según método de fabricación, se basa en el hecho que cerámicas de similar o igual composición pueden ser fabricadas por diferentes técnicas de laboratorio, donde cada método de fabricación resulta en diferentes defectos, precisión en el ajuste y características de traslucidez. Estas diferencias deberían ser importantes para el tratante porque afectan el comportamiento clínico de la cerámica. Esta clasificación incluye 4 grupos tal como se puede ver en la Tabla Nº II.

Tabla II
Clasificación de Griggs según métodos de fabricación.

Todas las clasificaciones anteriores son consideradas confusas y de difícil entendimiento para su aplicación clínica. Podría resultar una mejor comprensión si se intenta entender su composición y propiedades físicas, las que están directamente asociadas a su micro-estructura, determinada por la cantidad y tipo de fases vítro-cristalinas. Junto con conocer los procesos de fabricación a través de los cuales se obtienen y que permiten identificar la mejor indicación para cada situación clínica.


3.- CLASIFICACIÓN DE LAS CERÁMICAS SEGÚN COMPOSICIÓN

Clasificar las cerámicas según su composición, nos permite relacionar estos materiales con su uso, aplicación, características físico-mecánicas y manejo clínico del material. De esta forma, se propone la siguiente clasificación, tal como se muestra en la tabla Nº III:

Tabla III.- Clasificación según composición

I. Cerámicas de Silicato o Feldespáticas: En su composición y estructura domina una matriz vítrea (compuesto inorgánico no metálico que carece de estructura cristalina), compuesta de feldespato (75-85%), de la cual dependen principalmente las propiedades ópticas y de una fase cristalina compuesta principalmente por cuarzo SiO2 (15-80%), leucita (0-55%), alúmina Al2O3 (11-60%), caolín Al2O3-SiO2-2H2O (0-5%) y por pigmentos constituidos por óxidos metálicos (1%), tal como se puede observar en la Tabla Nº IV.

Tabla IV
Cerámicas de silicato.

La gran variabilidad en la proporción de sus elementos constituyentes justifica la sub-clasificación de este grupo de cerámicas y son las dos fases en su conjunto las que determinan finalmente su comportamiento clínico en cuanto a sus propiedades físico-mecánicas y estéticas.

a. CONVENCIONALES: Son las cerámicas de composición convencional, contienen 75 a 85% de feldespato de Potasio (K2O-Al2O3-6(SiO2) o feldespato de Sodio Na2O-Al2O3 -6(SiO2) o ambos, cuarzo SiO2 (46-66%), leucita K(Si2Al)O6 (5-25%), alúmina Al2O3 (11-17%), caolín Al2O3-SiO2-2H2O (3-5%) y los pigmentos (1%) Tienen una resistencia a la flexión de 80-90 MPa. Son consideradas como cerámicas de baja resistencia y son utilizadas principalmente como cerámicas de recubrimiento de subestructuras metálicas (nobles, metal base o Titanio) o cerámicas (de óxido de alúmina o de óxido de zirconio), debiendo tener un coeficiente de expansión térmica compatible. En su gran mayoría pueden manipularse por el técnico laboratorista mediante modelado con pincel (Vita VM7, Vita VM9, IPS emax ceram, Vita VM13, Vita VM15, IPS inline); aunque también existen para ser prensadas e inyectadas (IPS emaxZir-Press, IPS LinePOM, Vita PM9).

b. ALUMINOSAS: En 1965, Mc Lean y Hughes31 reportaron investigaciones en la formulaciones de la porcelana feldespática, logrando aumentar la resistencia a la flexión a 180 MPa mediante la adición de partículas de óxido de alúmina en al menos un 50%. Éstas contienen 30-40% de feldespato de Potasio (K2O-Al2O3-6(SiO2) o feldespato de Sodio Na2O-Al2O3 -6(SiO2) o ambos, cuarzo SiO2 (15-17%), leucita K (Si2Al)O6, alúmina Al2O3 (45-60%).

Son consideradas cerámicas de mediana resistencia y pueden ser utilizadas como restauraciones monolíticas en el sector anterior como carillas estéticas o en el sector posterior como inlays y onlays. Sin embargo, también pueden utilizarse como núcleo de carillas o corona en dientes anteriores, las que deben ser recubiertas con las cerámicas compatibles más estéticas del sub-grupo anterior. Son manipuladas por medio de modelado con pincel (Vitadur N, Vita Omega 900, Esthetic Line), o por torneado o maquinado mediante sistemas CAD-CAM (Mark II, Triluxe).

c. REFORZADAS: Son cerámicas que mantienen gran parte de la composición fundamental de las porcelanas de uso odontológico convencionales, pero se introducen en ellas modificaciones que refuerzan sus propiedades físico-mecánicas y mejoran sus propiedades ópticas-estéticas. Se reconocen dos subgrupos:

I.- REFORZADAS CON LEUCITA: Su fase cristalina está compuesta fundamentalmente de cuarzo (40-63%) contienen leucita K (Si2Al)O6 (40-55%), alúmina Al2O3 (18-20%), por lo que logran alcanzar una resistencia a la flexión de 160 a 300 MPa. La perfecta distribución de los cristales de leucita que se obtienen después del prensado y enfriamiento logran incrementar la resistencia sin afectar considerablemente la traslucidez32-34. Son utilizadas principalmente para subestructuras de carillas, coronas y prótesis fija plural de 3 piezas anteriores que requieren ser recubiertas con cerámicas convencionales, aunque también pueden ser utilizadas como restauraciones monolíticas que para alcanzar la estética adecuada deben ser "maquilladas" con cerámicas especialmente concebidas para estos efectos. Las restauraciones de este tipo de cerámica son principalmente obtenidas mediante prensado e inyectado (Empress Esthetic-ex Empress 1, OPC, Finesse, Cerogold), aunque también existen para ser modeladas (Optec, Cerinate, Mirage) y para ser torneadas o maquinadas (Pro CAD, IPS Empress CAD)32,33,35,36.

II.- REFORZADAS CON LITIO: Su fase cristalina alcanza un volumen significativo (60%) y homogéneo de cristales alargados densamente dispuestos y de gran tamaño después del prensado y está compuesta fundamentalmente de cuarzo (57-80%) contienen dilicato de litio K (11-19%) y alúmina Al2O3 (0-5%), por lo que logran alcanzar una resistencia a la flexión de 320-450 MPa 37,38. Son utilizadas principalmente para sub-estructuras de carillas, coronas y prótesis fija plural de tres piezas hasta nivel de premolares. Requieren ser recubiertas con cerámicas convencionales, aunque también pueden ser utilizadas como restauraciones monolíticas al presentar entre 6 a 9 distintos grados de traslucidez. Alcanzan un excelente rendimiento estético al tener la posibilidad de ser "maquilladas" o mediante la técnica "cut-back", que consiste en eliminar por desgaste (corte) la porción incisal y parte de la vestibular de manera de generar el espacio para que puedan ser recubiertas con porcelanas feldespáticas convencionales con mejores propiedades estéticas mediante estratificación. Las restauraciones de este tipo de cerámica son principalmente obtenidas mediante prensado e inyectado (e-max Press ex Empress 2, Style Press), o mediante torneado o maquinado (e-max CAD).

II. CERÁMICAS DE ÓXIDOS: Son materiales policristalinos 39 con escasa o nula fase vítrea, por lo que tienen una alta opacidad, lo que determina que fundamentalmente se utilicen para fabricar subestructuras. Pueden contener óxidos simples como óxido de alúmina, dióxido de zirconio o dióxido de titanio, así como óxidos más complejos como espinelas, ferritas, etc40.

a.- DE ÓXIDO DE ALÚMINA: Están compuestas por un 85% de partículas de óxido de aluminio de 2-5 nm de diámetro. Esta elevada concentración de alúmina le confiere una resistencia a la flexión de 500 MPa,. Dentro de éstas encontramos VITA In-Ceram Alúmina, VITA In-Ceram Spinell en la cual se sustituye la alúmina por un óxido mixto de magnesio y alúmina lo que le proporciona mayor translucidez a la subestructura o cofia de porcelana. Esto es debido tanto al origen cristalino de la espinela (MgAl2O4), que le confiere propiedades ópticas isotrópicas, como al bajo índice de refracción de los cristales, alcanzando 400 MPa de resistencia a la flexión; por último, existe In-Ceram Zirconio, que está constituida por un 67% de óxido de aluminio y un 33% de óxido de zirconio consiguiendo elevar la resistencia a la flexión hasta los 600 MPa41.

La porcelana Procera All-Ceram fue desarrollada por Andersson y Oden 42, presentando 99,9% de óxidos de alúmina que le proporcionan alta resistencia a la fractura alcanzado 680 MPa. Estas porcelanas deben ser recubiertas por cerámicas feldespáticas convencionales.

b.- DE ÓXIDO DE ZIRCONIO: Se trata de un material polimórfico de estructura monoclínica (a temperatura ambiente hasta 1170ºC), estructura tetragonal (desde 1170ºC hasta 2370ºC) y cúbica (sobre los 2370ºC hasta su punto de fusión)43. Para lograr estabilizarlo en la estructura tetragonal a temperatura ambiente, que es la más resistente a la propagación de las fracturas, se estabiliza parcialmente con óxido de itrio (magnesio, cerio y calcio), ocurriendo en el material el fenómeno de "transformación de endurecimiento"44. Las cofias internas están formadas por una masa de cristales compactados, altamente sinterizados, prácticamente fundidos los unos con los otros, motivando la presencia mínima o nula de porosidades merced a las técnicas de procesado de los núcleos en el laboratorio dental mediante técnicas de CAD-CAM. La composición típica es de un 95% de óxido de zirconio y un 5% de óxido de itrio. El zirconio, además, constituye un refuerzo para la porcelana que integra debido a su elevado módulo de ruptura de aproximadamente 900 MPa y su alta dureza de 1200 HV. Entre los sistemas disponibles están Procera Zirconio®, Lava System®, Kavo Everest®, Zirkonzahn®, IPS e max ZirCAD®, Denzir®, etc45,46.

IV.- VITROCERÁMICAS O CERÁMICAS VÍTREAS: En 1968, Mc Culloch fue el primero en describir como se hacían los dientes artificiales, veeners y coronas en base a vidrio de cerámicas47, sus esfuerzos combinados con Pilkington Glass Company de Inglaterra, recibieron muy poco reconocimiento. Es a partir de los trabajos de Grossman y Adair que se introdujeron al mercado con el nombre de Dicor®48,49. El vidrio cerámico original contenía cristales de flúor-mica tetrasílicos (K2Mg5SiO2OF4), lo que otorgaba flexibilidad y resistencia a la estructura. Sin embargo, como Mc Culloch reportó 47, éstas sólo podían colorearse superficialmente, lo que en uso, se desgastaba y perdía rápidamente. Así, posteriormente Dicor®, se comenzó a colar para obtener sub-estructuras que eran recubiertas con una cerámica aluminosa especialmente formulada. Sin embargo, las sub-estructuras de grosor menor a 1 mm., durante el uso tendían a fracturarse quizás como resultado del proceso térmico de la cerámica de recubrimiento. Así quedó prácticamente indicada para realizar inlays cerámicos50.

4.- CLASIFICACIÓN DE LAS CERÁMICAS SEGÚN SU MÉTODO DE OBTENCIÓN O MÉTODO DE FABRICACIÓN

Basados en la clasificación publicada por Griggs (2007) se propone la siguiente clasificación ampliada a 5 sub grupos:

I. MODELADAS: Generalmente en su composición corresponden a las cerámicas feldespáticas convencionales con pequeñas pero importantes variaciones. Se obtienen por la mezcla del polvo cerámico y agua destilada o líquido de moldear y se trabajan o manipuladas generalmente con pincel u otro instrumental de laboratorio. Son indicadas principalmente como recubrimiento de núcleos de metales nobles y no nobles (Vita VM9®, Vita VM13®, Vita VM15®, IPS InLine One ®, IPS InLine®). Su contenido de leucita, permite el aumento del coeficiente de variación térmica (CVT), haciéndolo compatible con este tipo de subestructuras. Para recubrir titanio, cerámicas de óxido y aluminosas (Hi Ceram®), existen cerámicas libres de leucita (Vita VM7®). También existen cerámicas para modelar que recubren estructuras de disilicato de litio o de zirconio obtenidas por prensado o maquinado y en su composición contienen relleno de cristales de nano-flúor-apatita y micro-flúor-apatita (IPS e max ceram®), lo que permite un efecto estético muy similar a la estructura dentaria. Por último existen cerámicas reforzadas con leucita para restauraciones monolíticas que son manipuladas por modelado (Mirage®, Optec®).

II.COLADAS: Representante de esta forma de porcelana es el sistema Dicor® cerámica vítrea que funde a 1360ºC entre su componentes destacan sílice, óxido de aluminio, óxido de potasio, óxido de magnesio y óxido de zirconio, la fase cristalina se compone de flúor-mica tetracíclica, que proporciona resistencia a la fractura, alcanza aproximadamente el 55% de cristalización por medio de un tratamiento posterior al endurecimiento y enfriamiento. Luego es sometida a la temperatura de 1075ºC, durante seis horas, que le proporciona traslucidez a la masa. Recientemente se ha desarrollado una nueva generación de cerámica denominada Dicor MGC®, que es una vitrocerámica para tallado que se integra al grupo de las cerámicas para CAD/CAM51-54.

III.PRENSADAS E INYECTADAS: En su procesado se requiere equipamiento especial para fundir un lingote o pastilla, que en ese estado es inyectado a presión dentro de una cámara de inyección. Existen para este método cerámicas feldespáticas convencionales con contenido de leucita que tienen como indicación recubrir estructuras de aleaciones metálicas nobles y no nobles (InLine POM®) y cerámicas feldespáticas reforzadas con leucita para restauraciones monolíticas que pueden ser recubiertas total o parcialmente (OPC®, Empress Esthetic® ex Empress 1, Finesse ®, Cerogold®). Además se encuentran los materiales cerámicos más utilizados de esta categoría que son reforzadas con disilicato de litio para sub-estructuras o también para ser utilizadas como restauraciones monolíticas o parcialmente recubiertas en la técnica de "cut back" antes descrita (IPS emax Press®, ex Empress 2, Style Press®). También existe una cerámica de recubrimiento con variados grados de traslucidez para subestrucutras de zirconio (IPS emax Zir Press®), que presentan cristales de fluorapatita en su composición y que a su vez pueden ser maquillados con cerámicas para modelar (IPS e max Ceram®). VITA PM9, también es un cerámica de recubrimiento para inyectar sobre estructuras VITA In Ceram YZ, los cuales son bloques para fabricar estructuras maquinadas que requieren sinterización y no infiltración como es el origen del sistema VITA In-Ceram36.

IV. INFILTRADAS: Vita In-Ceram alúmina fue introducida el año 1989 y fue desarrollada por el odontólogo francés, especialista en materiales dentales Michael Sadoun y fue el primer sistema totalmente cerámico en Europa. Polvo de óxido de aluminio (70%) es mezclado con un líquido especial en un baño ultrasónico y aplicado y presinterizado en un modelo de material refractario. Posteriormente, la estructura porosa obtenida es infiltrada con un vidrio de sodio-lantano combinado en un proceso térmico especial, que permite que las partículas de óxido de aluminio aumenten sus uniones de contacto pero sin sufrir contracción. Luego esta estructura es recubierta con la porcelana convencional VITA VM7®. Desde 1993, este material existe en bloques que pueden ser maquinados mediante procesos que involucran la tecnología CAD-CAM. En este mismo año, se introduce In-Ceram Spinell, que es una cerámica de óxido basada en una mezcla de óxido de aluminio y óxido de magnesio con lo que se obtiene una estructura de alta traslucidez. Posteriormente en 1999, se introduce Vita In-Ceram Zirconio, y está basado en una estructura de óxido de aluminio reforzada óxido de zirconio 1,17,41.

V.CAD-CAM: Las restauraciones CAD-CAM o asistidas por computador, denominadas así por sus iniciales en inglés (Computer-Aided Design y Computer-Aided Manufacturing) fueron introducidas hace más de 50 años55. Duret y sus colegas fueron los pioneros en la tecnología CAD-CAM alrededor de los años 70 donde crearon un sistema llamado Sopha que no fue comercializado ampliamente por sus pobres resultados56,57. Posteriormente, Mormann y Brandestini crean el sistema CEREC ampliamente distribuido en el planeta 58. Hoy, gracias a los sofisticados programas de diseño, al avance de la robótica y la investigación en biomateriales, es posible lograr restauraciones cerámicas parciales o completas diseñadas y procesadas por computador59. Todos estos sistemas constan de tres fases: la digitalización, el diseño y el maquinado 5,60. Dependiendo de está última fase de producción, es decir, del maquinado o manufactura (CAM) es que se clasifican a su vez éstos sistemas de cerámicas en:

a.- TORNEADAS O MAQUINADAS: Es la más utilizada hasta hoy de las tecnologías CAD/CAM en la odontología. Consiste en un robot fresador que talla o maquina con fresas los materiales Han evolucionado desde los dos ejes a los cinco ejes, mejorando con esto la acuciosidad en terminaciones finales y el costo de tiempo de producción. Lo más común es que se maquinen bloques de cerámicas de óxido de zirconio, parcialmente sinterizados con un tamaño 20 a 25% mayor, de manera que cuando se someta al sinterizado final se alcance el tamaño real que la estructura requiere. La ventaja de tallar estructuras parcialmente sinterizadas ("soft milling"), es el equipamiento más sencillo para lograrlo, el tiempo requerido, la vida útil de las fresas utilizadas y el tratamiento térmico del sinterizado final que se requiere nos asegura las mejores propiedades mecánicas de la estructura fabricada. Sin embargo también existen sistemas que maquinan bloques de óxido de Zr totalmente sinterizados ("hard milling"), permitiendo restauraciones inclusive monolíticas (que no requieren revestimiento). En éstas no se requiere compensar el tamaño en el fresado, por lo que se consiguen los valores más altos de ajuste, sin embargo, se ha planteado la posibilidad de que sean afectadas las propiedades mecánicas del Y-ZrO al modificar la configuración estructural de los cristales y se cuestiona el desgaste que podrían generar las restauraciones monolíticas sobre superficies de esmalte natural de las piezas dentarias antagonistas 46. Sin embargo, en este grupo se encuentra además una gran variedad de materiales cerámicos de distinta composición y método de fabricación, así por ejemplo encontramos los cubos de cerámica feldespáticas Vitablocs MK II (Sirona Systems GmbH), de propiedades abrasivas más próximas al esmalte. Son fabricadas por sinterizado y vacio a 1.170 ºC y poseen mayor flexibilidad (15 Mpa); la porcelana Dicor MGC (Corning Glass Work Inc, USA) constituido por una vitrocerámica utilizada con los mismos objetivos que la anterior, presenta alta fluorescencia y baja conductividad; IPS e.max CAD, (Ivoclar, Vivadent), que está constituida por vidrio de disilicato de litio (LS2) que proveen alta estética al incorporar tres niveles de transparencia (alta, baja y opacidad media) pudiendo indicarse en carillas, inlay/onlay, coronas o supra estructuras sobre implantes. Estas tres últimas cerámicas presentan ventajas tales como baja porosidad y abrasividad.61 Por otro lado, existe un método de torneado o maquinado que no involucra la tecnología CAD/CAM (Zirkonzahn®), sino que consiste en un torno (fresadora/copiadora llamada "volksfräser") que funciona montado en un pantógrafo, en el cual el operador en un extremo "lee" una estructura de resina en escala 1:1 y el otro extremo el torno genera la réplica de la estructura con un 25% mayor de volumen para su posterior sinterización. Este sistema no exige la participación de un ordenador ni en el diseño ni en la fabricación.

b.- SINTERIZADAS POR LÁSER: Tecnología que se comienza a introducir en la odontología para la fabricación de implantes de un "composite" de vidrio cerámico de apatita-mullita y un vidrio de fosafato-hidroxiapatita debido a sus potenciales propiedades biológicas62. El proceso se conoce como "sinterizado láser selectivo" (SLS) y utiliza un vidrio basado en un sistema de SiO2-Al2O3-P2O5-CaO-CaF2 que cristaliza en un vidrio cerámico con fases apatita y mullita aglutinado por un acrílico mediante el SLS, obteniendo una estructura en verde que luego es post-procesada a 1200ºC para remover el acrílico y cristalizar completamente el material, alcanzando una resistencia a la flexión de 102 MPa63. Tara M.A. y cols. probaron esta tecnología con éxito en pacientes rehabilitándolos con coronas individuales de metal-cerámica obteniendo resultados prometedores64.

c.- INYECCIÓN DE TINTA DE CERÁMICA ("Robocasting")65: Proceso donde una pasta de cerámica de óxido de alúmina o de óxido de zirconio estabilizado con itrio es depositada capa por capa. A su vez existen dos formas de "robocasting; la primera es utilizando los archivos (STL) de una estereolitografía, los que son invertidos y la estructura es "imprimida" con tinta de Y-ZrO, sin necesidad de un soporte para aquello, ya que es la superficie oclusal la que se imprime primero sirviendo de soporte para la estructura que se está imprimiendo. La segunda forma es co-depositando una tinta de carbón negro junto con la pasta de cerámica. El carbón es removido durante el sinterizado posterior.


5.- IMPLICACIONES CLÍNICAS

Durante el proceso de definir los recursos terapéuticos, el profundo conocimiento de las propiedades y características particulares de las cerámicas por parte del clínico, le permitirá realizar una selección apropiada de la mejor alternativa para un determinado caso específico. Las variables más relevantes en este proceso de selección, son la resistencia estructural de las restauraciones, las propiedades estéticas asociadas al grado de translucidez de los núcleos y los mecanismos de unión entre los sustratos protésicos y los tejidos dentarios. Es así como en pacientes con parafunciones como el bruxismo, o en aquellos que sobrecarguen excesivamente el sector anterior (pacientes clase III esqueletal con oclusión vis a vis) o el sector posterior (pacientes clase II esqueletal división 1), la indicación de cerámicas de óxido de zirconio confeccionadas por sistemas CAD CAM podría ser la mejor elección debido a los altos valores de resistencia flexo-compresivas de estos materiales (900 a 1200 Mpa). En estos casos es posible aumentar los valores de retención de las restauraciones arenando e imprimando la superficie interna de las estructuras con monómeros basados en MDP (10-Methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate) con el fin de asegurar enlaces químicos primarios entre los óxidos metálicos de estas estructuras y las moléculas orgánicas de los cementos de resina 66-68.

Adicionalmente, frente a las altas demandas estéticas particularmente del sector antero-superior como por ejemplo en casos de pacientes con línea de la sonrisa alta, biotipo gingival fino o altas expectativas respecto a los resultados del tratamiento, podría indicarse la confección de restauraciones feldespáticas reforzadas con óxido de litio debido a sus excelentes propiedades ópticas de traslucidez y resistencia mecánica. En este caso, también es posible lograr unión química entre el sustrato cerámico y el cemento de resina a través de la creación de microretenciones con ácido fluorhídrico y la aplicación de un activador de superficie basado en una molécula de vinil-silano 68-71. En estos casos también es posible indicar cerámicas altamente estéticas como las cerámicas de óxido de alúmina y magnesio (In-Ceram Spinell) cuyos valores de resistencia son relativamente bajos en comparación con otras cerámicas de óxido, pero su alta traslucidez (muy similar al de la dentina) prácticamente elimina el efecto de ensombrecimiento cervical de las estructuras protésicas producido por la interferencia de cuerpos opacos al paso de la luz hacia los tejidos gingivales marginales y el primer tercio radicular ("umbrella effect")72.

A pesar del gran desarrollo que han tenido las cerámicas durante los últimos años, en general son más abrasivas que el esmalte humano, sin embargo las cerámicas maquinadas son significativamente menos abrasivas y más resistentes al desgaste que la aluminosa convencional, al punto de no presentar diferencias significativas con el oro73.

Así, la decisión de indicar una u otro tipo de cerámica depende de una serie de consideraciones clínicas que el tratante debe manejar adecuadamente, a través del conocimiento detallado de las propiedades de cada una de las cerámicas de uso en odontología restauradora en el presente.


6.- CONCLUSIONES

La Odontología debe buscar comprender las ventajas y limitaciones de las cerámicas dentales, para reducir en el diseño de las preparaciones biológicas y la selección del material, los riesgos de fractura y sus consecuentes complicaciones clínicas. La clasificación propuesta de las cerámicas dentales según su composición, permite relacionar las características del material con sus propiedades físico mecánicas y ayuda a definir su indicación y manejo clínico. Situación similar ocurre con el conocimiento del método de fabricación de cada cerámica, que ayuda a precisar las bases del manejo restaurador para cada caso clínico.


REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
  1. Rosenblum MA, Schulman A. A review of all-ceramic restorations. J Am Dent Assoc 1997;128(3):297-307.

  2. Bumgardner JD, Lucas LC. Cellular response to metallic ions released from nickel-chromium dental alloys. J Dent Res 1995;74(8):1521-7.

  3. Rizkalla AS, Jones DW. Mechanical properties of commercial high strength ceramic core materials. Dent Mater 2004;20(2):207-12.

  4. Rizkalla AS, Jones DW. Indentation fracture toughness and dynamic elastic moduli for commercial feldspathic dental porcelain materials. Dent Mater 2004;20(2):198-206.

  5. Anusavice KJ, Phillips RW. Phillips. Science of dental materials, 11th ed. St. Louis, Mo.: Saunders, 2003; xxv, 805 p.

  6. Giordano R, McLaren EA. Ceramics overview: classification by microstructure and processing methods. Compend Contin Educ Dent 2010;31(9):682-4, 6, 8 passim; quiz 98, 700.

  7. Vanoorbeek S, Vandamme K, Lijnen I, Naert I. Computer-aided designed/computer-assisted manufactured composite resin versus ceramic single-tooth restorations: a 3-year clinical study. Int J Prosthodont 2010;23(3):223-30.

  8. Zimmer S, Gohlich O, Ruttermann S. Long-term survival of Cerec restorations: a 10-year study. Oper Dent 2008;33(5):484-7.

  9. Posselt A, Kerschbaum T. Longevity of 2328 chairside Cerec inlays and onlays. Int J Comput Dent 2003;6(3):231-48.

  10. Denry IH, J.A. Ceramics for dental applications: A review. Materials 2010;3:351-8.

  11. Martinez FP, G.; Suarez, MJ.; Rivera, B. Cerámicas dentales: Clasificación y criterios de selección. RCOE 2007;12(4):253-63.

  12. Kelly JR, Benetti P. Ceramic materials in dentistry: historical evolution and current practice. Aust Dent J 2011;56 Suppl 1:84-96.

  13. Roulet JF, Soderholm KJ, Longmate J. Effects of treatment and storage conditions on ceramic/composite bond strength. J Dent Res 1995;74(1):381-7.

  14. Santos GC, Jr., Santos MJ, Rizkalla AS. Adhesive cementation of etchable ceramic esthetic restorations. J Can Dent Assoc 2009;75(5):379-84.

  15. Mac Laren EA, Cao PT. Ceramic in dentistry, Part I: Classes of materials. Inside dentistry 2009(OCT):94-03.

  16. Griggs JA. Recent advances in materials for all-ceramic restorations. Dent Clin North Am 2007;51(3):713-27, viii.

  17. Kelly JR. Dental ceramics: current thinking and trends. Dent Clin North Am 2004;48(2):viii, 513-30.

  18. Antonson SA, Anusavice KJ. Contrast ratio of veneering and core ceramics as a function of thickness. Int J Prosthodont 2001;14(4):316-20.

  19. Mackert JR, Jr., Evans AL. Effect of cooling rate on leucite volume fraction in dental porcelains. J Dent Res 1991;70(2):137-9.

  20. Magne P, Belser U. Esthetic improvements and in vitro testing of In-Ceram Alumina and Spinell ceramic. Int J Prosthodont 1997;10(5):459-66.

  21. Jung YG, Peterson IM, Pajares A, Lawn BR. Contact damage resistance and strength degradation of glass-infiltrated alumina and spinel ceramics. J Dent Res 1999;78(3):804-14.

  22. Macker JRJE, A.L. Quantitative X-ray diffraction deermination of leucite termal instability in dental porcelain. Journ Am Ceram Soc 1991;74:450-3.

  23. Denry ILR, S.F. All-ceramic restorations in contemporary fixed prosthodontics. St Louis, MO USA: Ed Mosby-Elsievier, 2006.

  24. Pallis K, Griggs JA, Woody RD. Fracture resistance of three all-ceramic restorative systems for posterior applications. J Prosthet Dent 2004;91(6):561-9.

  25. Sulaiman F, Chai J, Jameson LM, Wozniak WT. A comparison of the marginal fit of In-Ceram, IPS Empress, and Procera crowns. Int J Prosthodont 1997;10(5):478-84.

  26. Yeo IS, Yang JH, Lee JB. In vitro marginal fit of three all-ceramic crown systems. J Prosthet Dent 2003;90(5):459-64.

  27. Carrier DD, Kelly JR. In-Ceram failure behavior and core-veneer interface quality as influenced by residual infiltration glass. J Prosthodont 1995;4(4):237-42.

  28. Tinschert J, Zwez D, Marx R, Anusavice KJ. Structural reliability of alumina-, feldspar-, leucite-, mica- and zirconia-based ceramics. J Dent 2000;28(7):529-35.

  29. Mormann WH, Bindl A. All-ceramic, chair-side computer-aided design/computer-aided machining restorations. Dent Clin North Am 2002;46(2):405-26, viii.

  30. Sundh A, Sjogren G. Fracture resistance of all-ceramic zirconia bridges with differing phase stabilizers and quality of sintering. Dent Mater 2006;22(8):778-84.

  31. McLean JW, Hughes TH. The reinforcement of dental porcelain with ceramic oxides. Br Dent J 1965;119(6):251-67.

  32. Nakamoto H, Sugisawa H, Kawahara K. Microstructure of etched "IPS Empress" heat-pressed ceramics observed by SEM. J Nihon Univ Sch Dent 1996;38(1):31-6.

  33. Heinenberg BJ. [IPS-Empress with new ceramic technology]. Quintessenz Zahntech 1991;17(4):475-9.

  34. Touati B. Versatility and aesthetics of the IPS Empress all-ceramic system. Signature 1996:8-11.

  35. Schulz P, Johansson A, Arvidson K. A retrospective study of Mirage ceramic inlays over up to 9 years. Int J Prosthodont 2003;16(5):510-4.

  36. Heintze SD, Rousson V. Fracture rates of IPS Empress all-ceramic crowns--a systematic review. Int J Prosthodont 2010;23(2):129-33.

  37. Oh SC, Dong JK, Luthy H, Scharer P. Strength and microstructure of IPS Empress 2 glass-ceramic after different treatments. Int J Prosthodont 2000;13(6):468-72.

  38. Luo XP, Watts DC, Wilson NH. [Microstructure and mechanical property of a new IPS-Empress 2 dental glass-ceramic]. Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi 2005;40(2):147-9.

  39. Kelly JR. Dental ceramics: what is this stuff anyway? J Am Dent Assoc 2008;139 Suppl:4S-7S.

  40. Fons AS, M.F.; Granell, M.; Labaig, C.; Martínez, A. Selección de la cerámica a utilizar en tratamiento mediante frentes laminados de porcelana. Med Oral Patol Oral Cir Bucal 2006;11(E):297-302.

  41. Wassermann A, Kaiser M, Strub JR. Clinical long-term results of VITA In-Ceram Classic crowns and fixed partial dentures: A systematic literature review. Int J Prosthodont 2006;19(4):355-63.

  42. Andersson M, Razzoog ME, Oden A. Procera: a new way to achieve an all-ceramic crown. Quintessence Int 1998;29(5):285-96.

  43. Denry I, Kelly JR. State of the art of zirconia for dental applications. Dent Mater 2008;24(3):299-307.

  44. Piconi C, Maccauro G. Zirconia as a ceramic biomaterial. Biomaterials 1999;20(1):1-25.

  45. Raigrodski AJ. Contemporary all-ceramic fixed partial dentures: a review. Dent Clin North Am 2004;48(2):viii, 531-44.

  46. Al-Amleh B, Lyons K, Swain M. Clinical trials in zirconia: a systematic review. J Oral Rehabil 2010;37(8):641-52.

  47. MacCulloch WT. Advances in dental ceramics. Br Dent J 1968;124(8):361-5.

  48. Adair PJ. Dental products and prossesed involving mica compositions. US patent. 4,431,420 1973.

  49. Grossman DG. Tetrasilicic mica glass-ceramic method. US Patent. 3,732,087 1973.

  50. McLean JW. Evolution of dental ceramics in the twentieth century. J Prosthet Dent 2001;85(1):61-6.

  51. Fradeani M, Barducci G. Versatility of IPS Empress restorations. Part I: Crowns. J Esthet Dent 1996;8(3):127-35.

  52. Hoard RJ, Chiang PC, Hewlett ER, Caputo AA. Marginal discrepancy as related to margin design in porcelain-fused-to-Dicor restorations. Oral Health 1993;83(3):15-6, 8.

  53. Vega del Barrio JM. Porcelanas y ceramicas actuales. RCOE 1999;4(1):41-54.

  54. Touati BM, P.Y.; Nathanson, D.;. Sistemas cerámicos actuales en odontología estética y restauraciones cerámicas. In: S.A. M, ed., 2000.

  55. Rekow ED. Dental CAD/CAM systems: a 20-year success story. J Am Dent Assoc 2006;137 Suppl:5S-6S.

  56. Duret F. [Dental CAD-CAM six years after the first presentation at the 1985 A.D.F. Congress]. Actual Odontostomatol (Paris) 1991;45(175):431-54.

  57. Duret F, Preston JD. CAD/CAM imaging in dentistry. Curr Opin Dent 1991;1(2):150-4.

  58. Mormann WH, Brandestini M, Lutz F, Barbakow F. Chairside computer-aided direct ceramic inlays. Quintessence Int 1989;20(5):329-39.

  59. Beuer F, Schweiger J, Edelhoff D. Digital dentistry: an overview of recent developments for CAD/CAM generated restorations. Br Dent J 2008;204(9):505-11.

  60. Miyazaki T, Hotta Y. CAD/CAM systems available for the fabrication of crown and bridge restorations. Aust Dent J 2011;56 Suppl 1:97-106.

  61. Thompson JY, Bayne SC, Heymann HO. Mechanical properties of a new mica-based machinable glass ceramic for CAD/CAM restorations. J Prosthet Dent 1996;76(6):619-23.

  62. Lorrison JC, Dalgarno KW, Wood DJ. Processing of an apatite-mullite glass-ceramic and an hydroxyapatite/phosphate glass composite by selective laser sintering. J Mater Sci Mater Med 2005;16(8):775-81.

  63. Goodridge RD, Wood DJ, Ohtsuki C, Dalgarno KW. Biological evaluation of an apatite-mullite glass-ceramic produced via selective laser sintering. Acta Biomater 2007;3(2):221-31.

  64. Tara MA, Eschbach S, Bohlsen F, Kern M. Clinical outcome of metal-ceramic crowns fabricated with laser-sintering technology. Int J Prosthodont 2011;24(1):46-8.

  65. Silva NR, Witek L, Coelho PG. Additive CAD/CAM process for dental prostheses. J Prosthodont 2011;20(2):93-6.

  66. Cavalcanti AN, Foxton RM, Watson TF. Bond strength of resin cements to a zirconia ceramic with different surface treatments. Oper Dent 2009;34(3):280-7.

  67. Wolfart M, Lehmann F, Wolfart S, Kern M. Durability of the resin bond strength to zirconia ceramic after using different surface conditioning methods. Dent Mater 2007;23(1):45-50.

  68. Blatz MB, Sadan A, Kern M. Resin-ceramic bonding: a review of the literature. J Prosthet Dent 2003;89(3):268-74.

  69. Chen JH, Matsumura H, Atsuta M. Effect of etchant, etching period, and silane priming on bond strength to porcelain of composite resin. Oper Dent 1998;23(5):250-7.

  70. Barghi N, Berry T, Chung K. Effects of timing and heat treatment of silanated porcelain on the bond strength. J Oral Rehabil 2000;27(5):407-12.

  71. Barghi N. To silanate or not to silanate: making a clinical decision. Compend Contin Educ Dent 2000;21(8):659-62, 64; quiz 66.

  72. Magne P, Magne M, Belser U. The esthetic width in fixed prosthodontics. J Prosthodont 1999;8(2):106-18.

  73. al-Hiyasat AS, Saunders WP, Sharkey SW. Investigation of human enamel wear against four dental ceramics and gold. J Dent 1998;26(5-6):487-95.